(57)【要約】【課題】動体がフレームアウトした後に適切な露出を得ることである。【解決手段】撮像装置２は、撮像部１０と、撮像部１０により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する測光エリア設定部４１と、測光エリア設定部４１により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部１０に行う自動露出制御部４２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する測光エリア設定部と、
前記測光エリア設定部により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部に行う自動露出制御部と、を備える撮像装置。
【請求項２】
前記測光エリア設定部は、動体が検出された場合に、当該動体のエリアから被写体の人物の顔を検出し、当該検出した顔のエリア内に測光エリアを設定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記顔の検出は、肌色を用いる顔検出、又はパターンマッチングによる顔検出である請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記初期エリアは、前記画像の全エリア、中心エリア、又は前記画像が分割された複数の分割エリアのうちの選択エリアである請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラにおいて、人物を撮像し、撮像した画像中から測光エリアを設定し、設定した測光エリアの輝度情報に応じて撮像部の自動露光制御を行う技術が知られている。
【０００３】
また、撮像した画像の動体を検出し、検出した動体のエリアの輝度値がある一定以上で且つ当該動体のエリアの面積がある一定値に含まれるか否かを判別し、当該動体のエリアの輝度値がある一定以上で且つ当該動体のエリアの面積がある一定値に含まれる場合に、当該動体のエリアを測光エリアとし、当該測光エリアの輝度情報に応じて露出制御を行う撮影装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この撮影装置により、人物等の動体のエリアの輝度情報に応じて適切な輝度コントラストの露出制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８３８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の自動露出制御を行う構成では、動体が検出されない場合に、前回フレームの測光エリアが引き続き測光エリアに設定される。このため、動体が画面の端で静止した場合に、測光エリアが画面端で固定される。このため、例えば、逆光により、固定されている測光エリアで動体と背景との輝度差が大きい場合に、当該動体がフレームアウトすると、次のフレーム以降で背景画像に対して露出が飛びすぎてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明の課題は、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の撮像装置は、
画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する測光エリア設定部と、
前記測光エリア設定部により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部に行う自動露出制御部と、を備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記測光エリア設定部は、動体が検出された場合に、当該動体のエリアから被写体の人物の顔を検出し、当該検出した顔のエリア内に測光エリアを設定する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、
前記顔の検出は、肌色を用いる顔検出、又はパターンマッチングによる顔検出である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記初期エリアは、前記画像の全エリア、中心エリア、又は前記画像が分割された複数の分割エリアのうちの選択エリアである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施の形態の撮像装置を備える自動販売機を示す図である。
【図２】撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】自動露出制御処理を示すフローチャートである。
【図４】画像中の全エリアを示す図である。
【図５】画像中の中心エリアを示す図である。
【図６】画像中の分割エリアを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００１４】
先ず、図１を参照して、本実施の形態の撮像装置が使用される態様を説明する。図１に、本実施の形態の撮像装置２を備える自動販売機１を示す。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の撮像装置２は、自動販売機１に固定して設けられている。自動販売機１は、成年の年齢確認が必要な商品としてたばこを販売する自動販売機であるものとする。成年の年齢確認が必要な商品としては、酒等であってもよい。自動販売機１は、商品の顧客である人物３を撮像装置２で撮像し、撮像した画像データを画像解析して人物３の年齢認証を行い、成年であると認証された場合に、商品を販売する。
【００１６】
自動販売機１は、屋外に設置されているものとする。このため、昼、夜等の時間帯による太陽４の位置によっては、撮像装置２により人物３が、異なる明るさで撮像されるおそれがあるものとする。
【００１７】
次に、図２を参照して、撮像装置２の内部構成を説明する。図２に、撮像装置２の機能構成を示す。撮像装置２は、撮像部１０と、信号処理部２０と、画像メモリ３０と、制御部４０と、を備える。
【００１８】
撮像部１０は、被写体を撮像するデジタルムービーカメラである。撮像部１０は、光学系、撮像素子、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部等を備える。光学系は、各種レンズ、絞り機構等を備える。撮像素子は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ等のイメージセンサであり、光学系により結像された被写体像の光信号をアナログの電気信号に光電変換し、アナログの画像信号として出力する。絞り機構の絞り値、撮像素子の露出時間（シャッタスピード）、感度が調整されることにより撮像部１０の露出が調整可能であるものとする。Ａ／Ｄ変換部は、撮像素子から入力されるアナログの画像信号をデジタルの画像データ（ＲＧＢデータ）に変換して出力する。ＲＧＢデータは、赤、青、緑の成分の信号で表される画像データである。撮像部１０は、動画の１フレーム毎の画像データを生成して出力する。撮像部１０の撮像スピードは、例えば、３０ｆｐｓとする。
【００１９】
信号処理部２０は、補間処理、色処理（ＲＧＢデータからＹＵＶデータへ変換する色差変換処理）、輝度信号処理（エッジ強調処理、ガンマ補正処理）等、各種信号処理の信号処理回路である。信号処理部２０は、撮像部１０から入力された画像データ（ＲＧＢデータ）に各種信号処理を施してＹＵＶデータに変換する。ＹＵＶデータは、輝度信号Ｙ、青色成分の色差信号Ｕ（Ｃｂ）、及び赤色成分の色差信号Ｖ（Ｃｒ）で表される画像データである。信号処理部２０は、変換後のＹＵＶデータを画像メモリ３０に記憶していくとともに、認証部（図示略）に出力する。認証部は、信号処理部２０から入力された画像データを画像解析し、被写体の人物の年齢認証を行う。
【００２０】
また、信号処理部２０は、測光エリア情報（測光エリアの座標情報）が制御部４０から入力されると、その座標情報をレジスタ（図示略）に記憶し、当該座標情報に対応する画像データを画像メモリ３０から読み出し、前記入力された測光エリア情報に応じて、前記読み出した画像データの画像における測光エリアの輝度情報（平均輝度値）を算出して制御部４０に出力する機能を有するものとする。
【００２１】
画像メモリ３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、信号処理部２０から出力される１フレーム毎の画像データ（ＹＵＶデータ）を一時的に記憶する。
【００２２】
制御部４０は、撮像装置２の各部を制御する。制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory）を有する。制御部４０において、ＲＯＭに記憶されたプログラムのうち、指定されたプログラムがＲＡＭに展開され、当該展開されたプログラムとＣＰＵとの協働で各種処理が実行される。ＲＯＭには、自動露出制御プログラムが記憶されているものとする。制御部４０は、自動露出制御プログラムに従い、機能部として、測光エリア設定部４１と、自動露出制御部４２とを有する。
【００２３】
測光エリア設定部４１は、撮像部１０により撮像された画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体を検出していないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定する。自動露出制御部４２は、測光エリア設定部４１により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部１０に行う。
【００２４】
次に、図３〜図６を参照して、撮像装置２の動作を説明する。図３に、自動露出制御処理の流れを示す。図４に、画像Ｆ中の中心エリア１０１を示す。図５に、画像Ｆ中の全エリア１０２を示す。図６に、画像Ｆ中の分割エリア１０３を示す。
【００２５】
撮像装置２において、例えば、電源がオン入力されたことをトリガとして、制御部４０により、自動露出制御プログラムに基づく自動露出制御処理が実行される。また、電源オンをトリガとして、撮像部１０及び信号処理部２０により、被写体が撮像されて生成された各フレームの画像データ（ＹＵＶデータ）が、撮像順に、画像メモリ３０に記憶されていくとともに、認証部へ出力されていく。
【００２６】
図３に示すように、先ず、測光エリア設定部４１により、測光エリアが予め設定された初期エリアに設定される（ステップＳ１）。初期エリアは、例えば、図４に示す画像Ｆの中心に位置する中心エリア１０１、図５に示す画像Ｆの全エリア１０２、又は画像Ｆを分割した複数の分割エリア１０３中の選択エリアとしてもよく、他のエリアとしてもよい。ステップＳ１では、画像データの読み出しがなされていないため、測光エリアを分割エリア１０３の選択エリアとする場合、実際にエリア選択が行われるものではなく、測光エリアを分割エリア１０３の選択エリアとする旨の情報が設定される。
【００２７】
そして、測光エリア設定部４１により、読み出されていない最新の１フレームの画像データを含む複数の画像データが画像メモリ３０に記憶されているか否かが判別される（ステップＳ２）。読み出されていない最新の１フレームの画像データを含む複数の画像データが記憶されてない場合（ステップＳ２；ＮＯ）、ステップＳ２に移行される。
【００２８】
読み出されていない最新の１フレームの画像データを含む複数の画像データが記憶されている場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、測光エリア設定部４１により、画像メモリ３０から最新の２フレーム分の画像データが読み出される（ステップＳ３）。ステップＳ２は、動体検出処理に用いる複数フレームの画像データを読み出すステップであり、３フレーム以上の画像データが読み出されることとしてもよい。
【００２９】
そして、測光エリア設定部４１により、ステップＳ３で読み出された画像データの画像に基づいて、動体検出が行われる（ステップＳ４）。ステップＳ４では、複数のフレームの画像データにおける複数の画像間で輝度値に所定値以上の変化があるエリアが動体として検出される。ステップＳ３の動体検出は、公知の動体検出技術により行われる。動体としては、自動販売機１の顧客である人物が想定されている。人物によって背の高さが異なり、また撮像部１０のレンズ前で人物が認証用にポーズをとる際にも、画像中の同じ位置に人物（の顔）が位置しないおそれがある。このため、画像内の動体を検出することは、後述する人物の顔検出において有効である。
【００３０】
そして、測光エリア設定部４１により、ステップＳ４で動体が検出されたか否かが判別される（ステップＳ５）。動体が検出された場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、タイマカウント値がクリアされる（ステップＳ６）。タイマカウント値は、画像データ（の動体検出処理）１フレーム毎にカウントアップされるカウント値である。つまり、撮像部１０におけるフレームの撮像時間間隔を単位としたカウント値である。
【００３１】
そして、ステップＳ２で読み出された最新の１フレームの画像データの画像中に、ステップＳ４で検出された動体部分が動体エリアとして決定（設定）される（ステップＳ７）。
【００３２】
そして、測光エリア設定部４１により、ステップＳ７で決定された動体エリアに顔検出処理がなされる（ステップＳ８）。ステップＳ８の顔検出処理は、画像（動体エリア）から顔エリアの検出を行う公知の顔検出技術が用いられる。顔検出方法としては、例えば、パターンマッチングにより、画像中の目、鼻、口を特定し、特定した目、鼻、口を含む顔エリアを検出する方法がある。また、顔検出方法としては、画像中の肌色情報を用いて人物の肌色エリアを含む顔を検出する方法等としてもよい。肌色とは、例えば、青色の色差信号Ｃｂ及び赤色の色差信号Ｃｒが、９０＜Ｃｂ＜１２２（設定範囲０〜２５５）、１３２＜Ｃｒ＜１６０（設定範囲０〜２５５）（グレー：Ｃｂ＝Ｃｒ＝１２８）を満たす色である。
【００３３】
そして、測光エリア設定部４１により、ステップＳ８で検出された顔のエリアが（現在の）測光エリアとして設定される（ステップＳ９）。そして、ステップＳ９、Ｓ１３又はＳ１４で設定された測光エリアの平均輝度値である測光エリアの輝度情報が算出され、算出された測光リアの輝度情報に応じて、撮像部１０に自動露出制御が行われ（ステップＳ１０）、ステップＳ２に移行される。ステップＳ１０では、例えば、ステップＳ９、Ｓ１３又はＳ１４において設定された測光エリアの座標情報と、画像メモリ３０に記憶されている最新の１フレームの画像データとが、信号処理部２０に送出される（なお、送出された画像データは、ステップＳ８の処理において用いられた画像データでもよいし、撮像部１０により撮像され生成された最新の画像データを用いてもよい）。信号処理部２０により、入力された測光エリアの座標情報に応じて、測光エリアの輝度情報が算出されて自動露出制御部４２に出力される。また、ステップＳ１０では、自動露出制御部４２により、測光エリアの輝度情報に応じて、撮像部１０の絞り機構の絞り値、撮像素子の露出時間、感度が適切な値に調整されることにより、撮像部１０が適切な露出に制御される。
【００３４】
動体が検出されていない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、タイマカウント値が１つカウントアップされる（ステップＳ１１）。そして、タイムカウント値が参照され、タイムオーバーであるか否かが判別される（ステップＳ１２）。例えば、タイムカウント値が、２〜３分以上に対応する場合に、タイムオーバーであると判別される。２〜３分は、１人の顧客が自動販売機１で商品を購入するのに要すると推定される時間の閾値である。しかし、タイムオーバーとなるタイムカウント値は、この時間の閾値に限定されるものではない。
【００３５】
タイムオーバーでない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、測光エリア設定部４１により、前回の測光エリアが現在の測光エリアとして設定され（ステップＳ１３）、ステップＳ１０に移行される。つまり、ステップＳ１３では、測光エリアの変更が無い。
【００３６】
タイムオーバーである場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、測光エリア設定部４１により、初期エリアが（現在の）測光エリアとして設定され（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に移行される。ステップＳ１４において、初期エリアは、ステップＳ１と同様に、図４に示す中心エリア１０１、図５に示す全エリア１０２、又は分割エリア１０３中の選択エリアとしてもよく、他のエリアとしてもよい。ステップＳ１４で、初期エリアを分割エリア１０３の選択エリアとする場合、例えば、読み出し中の最新の１フレームの画像データの画像中の全ての分割エリア１０３の輝度情報（平均輝度値）が算出され、逆光判定がなされ、逆光でない場合に、画像中の中心の分割エリア１０３が初期エリアとされ、逆光である場合に、画像中の全ての分割エリア１０３のうち、最も暗い分割エリア１０３が初期エリアとされる。
【００３７】
以上、本実施の形態によれば、測光エリア設定部４１が、撮像部１０により撮像された画像データの画像から動体を検出し、動体を検出したか否かを判別し、動体を検出した場合に、当該検出した動体のエリア内に測光エリアを設定し、動体が検出されていないまま所定時間経過した場合に、予め設定された初期エリアを測光エリアとして設定し、自動露出制御部４２が、測光エリア設定部４１により設定された測光エリアの輝度情報に応じた露出制御を撮像部１０に行う。
【００３８】
このため、動体がフレームアウトした後に、撮像に適切な露出を得ることができる。例えば、撮像装置２により昼間に顧客の人物撮像がなされ、当該撮像された顧客のフレームアウト後、夜に別の顧客の人物の撮像がなされる場合にも、測光エリアが初期エリアに戻っているので、人物の動体検出する前のフレームの撮像画像の露出が飛ぶようなことがなく、人物の動体検出を適正に行うことができ、撮像に適切な露出を得ることができる。加えて、人物の動体検出前のフレームの撮像画像が飛ぶことによる自動露出制御の反応が遅れることを防ぐことができる。
【００３９】
さらに、動体（人物）がフレームアウトした後も、監視等の用途で撮像画像データを記録していく構成の場合、画像が飛ぶことなく、監視等の用途に適切な露出の撮像を行うことができ、適切な露出の撮像画像データを記録できる。
【００４０】
また、測光エリア設定部４１が、動体が検出された場合に、当該動体のエリアから被写体の人物の顔を検出し、当該検出した顔のエリア内に測光エリアを設定する。このため、人物の顔の撮像に適切な露出を得ることができる。
【００４１】
また、測光エリア設定部４１の顔の検出は、画像の肌色を用いる顔検出、又はパターンマッチングによる顔検出である。このため、顔の検出を適切に行うことができる。
【００４２】
また、前記初期エリアは、画像の全エリア、中心エリア、又は画像が分割された複数の分割エリアのうちの選択エリアである。このため、動体がフレームアウトした後に、初期エリアに応じた撮像に適切な露出を得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。
【００４４】
例えば、上記実施の形態では、撮像装置２が自動販売機１に設けられる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、銀行、コンビニエンスストア等のＡＴＭ（Automated Teller Machine）、所定エリアへの入場者の認証装置等、人物撮像を伴う他の装置に撮像装置２が設けられる構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、測光エリア設定部４１、自動露出制御部４２が、信号処理部２０に画像データの画像の特定エリアの輝度情報の算出を行わせる構成としたが、これに限定されるものではない。測光エリア設定部４１、自動露出制御部４２自体が、画像データの画像の特定エリアの輝度情報を算出する構成としてもよい。
【００４６】
また、以上の実施の形態における撮像装置２を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  自動販売機
２  撮像装置
１０  撮像部
２０  信号処理部
３０  画像メモリ
４０  制御部
４１  測光エリア設定部
４２  自動露出制御部
３  人物
４  太陽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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